人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > JZ-12L-10摇臂轴I零件的机械加工工艺规程和钻φ10.8孔夹具设计【原创】（全套含CAD图纸）
设计图号JZ-12L-10零件的机械加工工艺规程和铣夹具.doc
JZ-12L-10摇臂轴I零件的机械加工工艺规程和钻φ10.8孔夹具设计【原创】（全套含CAD图纸）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共36页)
编号：1666693
类型：共享资源
大小：2.07MB
格式：ZIP
上传时间：2017-09-03
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
jz
12
十二
10
摇臂
零件
机械
加工
工艺
规程
以及
夹具
设计
原创
全套
cad
图纸
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
50 附录 二 ：中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形 摘 要 工件变形必须控制在数值控制机械加工过程 之中 。夹具布局和夹紧力是 影 响加工变形程度和分布的 两个主要方面 。在 本文提出了一种多目标模型的建立，以减低 变形的 程度 和增加 均匀变形 分布 。有限元方法 应用 于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明，一个令人满意的结果被求得 ， 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。 关键词 ：夹具布局；夹紧力； 遗传算法；有限元方法 1 引言 夹具设计在制造工程中是一项重要 的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件，如定位元件，夹紧装置，以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力，应该从战略的设计，并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下，它在很大程度上取决于设计师的经验，选择 该夹具元件的方案 ，并确定夹紧力。因此，不能保证由此产生的解决方案是 某一特定的工件的 最优或接近最优 的方案。 因此，夹具布局和夹紧力优化成为 夹具设计方案的两个主要方面 。 定位和夹紧装置和 夹紧力 的值都应 适当的选择和 计算 ， 使由于夹紧 力 和切削力 产生的工件变形尽量减少和非正式化 。 夹具设计 的目的 是要找到 夹具元件关于工件和最优的夹紧力的 一个最优 布局或方案 。在这篇论文里 ， 多目标优化方法是代表了 夹具布局设计和夹紧力的优化 的方法 。 这个观点是具有两面性的。 一，是尽量减少 加工表面最大的弹性变形 ； 另一个是尽量均匀变形。 件包 是用来计算 工件 由于夹紧力和切削力 下产生的变形。遗传算法是 发达且 直接 的搜索工具箱，并且被应用于 解决优化问题。最后还给出了一个 案例 的 研究 ，以阐述对所提算法 的应用。 51 2 文献回顾 随着优化方法在工业中的广泛运用，近几年 夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。 出了一种 使用刚体模型的夹具 用了一个刚性体模型，为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。 他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法 。李和 了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后， 他们提交了一份 确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹 具布置和夹紧力的最优的合成方法，认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出，其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对 括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。 秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与，以尽量减少工件的位置误差。 交了一份 基于模型的 框架 以 确定所需的最低限度夹紧力，保证了 被夹紧 工件在加工 的动态稳定 。 大部分的上述研究使用的是非线性规划方法，很少有全面的或近全面的最优解决 办法。 所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。 此外，还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。 夹具优化设计的问题是非线性的，因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间（定位、夹具和夹紧力）。 以前的研究表明，遗传算法（ 在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。 基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具 优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。 展了一个夹具布局优化技术，用遗传算法找到夹具布局，尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。 定位器和夹具位置被节点号码所指定。 人还提出了一种迭代算法，尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。 人建成了一个分析模型，认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。 论了混合学习系统用来非 线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络（ 和 人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形，遗传算法被用52 来确定最佳锁模力。 议将 迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。 迭代算法和有限元分析，在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置，并且把碎片 的效果考虑进去。 周等人。提出了基于遗传算法的方法，认为优化夹具布局和夹紧力的同时，一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。 一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法，但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和 碎 片 考虑进去了。 碎片 的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。 因此将 碎片 的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。 在这篇论文中，将摩擦和 碎片 移除考虑在内，以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。 一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于 有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。 最后，结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。 3 多目标优化模型夹具设计 一个可行的夹具布局 必须 满足三限制。 首先，定位和夹紧装置 不能 将 拉伸势力 应用到 工件 ； 第二，库仑摩擦约束必须 施加 在所有夹具 夹具元件 位置必须在候选位置。 为一个问题涉及夹具元件 化问题可以在数学上仿照如下 ： 这里的 工区域在加工当中 其中 53 是 j 的平均值； i 次的接触点； 是静态摩擦系数； 切向力在 i 次的接触 点 ； i)是 i 次的接触点； i 次接触点； 整体过程如图 1 所示， 一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力，同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内，加工变形下，切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法 。 根据某夹具布局和变形 ， 然后发送给优化程序，以搜索为一优化夹具 方案。 图 1 夹具布局和夹紧力 优化过程 4 夹具布局设计和夹紧力的优化 遗传 算法 遗传算法（ 是基于生物再生产过程的强劲，随机和启发式的优化方法。 基本思路背后的遗传算法是模拟 “生存的优胜劣汰 “的现象。 每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值，通过一个功能的调整，以适应特定的问题。 遗传算法，然后进行复制，交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。 人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加 和优胜个体代表全最好的方法。 遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量，以生成字符串代表不同的 布置。 字符串相比染色体的自然演变，以及字符串，它和遗传算法寻找最优，是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里，遗传算法和 直接搜索工具箱是被运用的。 54 收敛性遗传算法是被 人口大小 、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时， 到一个预先定义的价值 或有多少几代氮，到达演化的指定数量上限 没有遗传算法停止。 有五个主要因素，遗传算法，编码，健身功能，遗传算子，控制参数和制约因素。 在这篇论文中，这些因素都被选出如 表 1 所列。 表 1 遗传算法参数的选择 由于遗传算法可能产生夹具设计字符串，当受到加工负荷时不完全限制夹具。 这些解决方案被认为是不可行的，且被罚的方法是 用来驱动遗传算法，以实现一个可行的解决办法。 1 夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束，如果反应在定位是否定的。在换句话说，它不符合方程（ 2）和（ 3）的限制。 罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的 。因此，驱动它在连续迭代算法中的可行区域。 对于约束（ 4） ，当遗传算子产生新个体或此个体已经产生，检查它 们是否符合条件是必要的。 真正的候选区域是那些不包括无效 的区域。在为了简化检查，多边形是用来代表候选区域和无效区域的。 多边形的顶点是用于检查。 “在 功能可被用来帮助检查。 有限元分析 件包是用于 在这方面的研究 有限元分析计算 。 有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型，如果材料是假定线弹性。 如图 2 所示，每个位置或支持，是代表三个正交弹簧提供的制约。 图 2 考虑到摩擦的半弹性接触模型 55 在 x ， y 和 z 方向和每个夹具类似，但定位夹紧力在正常的方向。 弹力在自然的方向即所谓自然弹力，其余两个弹力即为 所谓的切向弹力。 接触弹簧刚度可以 根据向赫兹接触理论 计算 如下 ： 随着夹紧力和夹具布局的变化，接触刚度也不同，一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。 连续插值，这是用来申请 工件的有限元分析模型的 边界条件 。在图 3中说明了夹具元件的位置，显示为黑色界线。 每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点 所包围。 图 3 连续插值 这系列节点，如黑色正方形所示，是（ 37， 38， 31和 30 ），（ 9， 10 ， 11 ， 18，17号和 16号）和（ 26， 27 ， 34 ， 41， 40和 33 ）。 这一系列弹簧单元，与这些每一个节点相关联。对任何一套节点，弹簧常数 是： 这里， 弹簧刚度在的 j i 次夹具元件， i 次夹具元件和的 J 弹簧刚度在一次夹具元件位置 , i 是周围的 i 次夹具元素周围的节点数量 为每个加工负荷的一步，适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。 在这个 工作里 ，正常的弹簧 约束在这三个方向（ X ， Y ， Z ）的和 在切方向 切向弹簧约束， （ X ， Y ） 。 夹紧力是适用于正常方向（ Z）的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每 个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的 X ， Y ， z 切削力顺序到元曲面，其中刀具通56 行 证。 在这工作中，从刀具路径中欧盟和去除 碎片 已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中，材料被去除，工件的结构刚度也改变。 因此，这是需要考虑 碎片 移除的影响。有限元分析模型，分析与重点的工具运动和碎片 移除使用的元素死亡技术。 在为了计算健身价值，对于给定夹具设计方案，位移存储为每个负载的一步。 那么，最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。 遗传算法的程序和 间的互动实施如下。 定位和夹具的位置以及夹紧力 这些参 数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件 件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此， 健身价值观，在遗传算法程序，也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。 当有大量的节点在一个有限元模型时，计算健身价值是很昂贵的。 因此，有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移，染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中，计算健身价值和 染色体存放在一个 据库。 遗传算法的程序，如果目前的染色体的健身价值已计算之前，先检查；如果不，夹具设计计划发送到 则健身价值观是直接从数据库 中取出。 啮合的工件有限元模型 ，在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件，因此，网状工件的有限元模型可以用来反复 “恢复 ”令 。 5 案例研究 一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题 是被显示在前面的论文中，并在以下各节加以表述。 工件的几何形状和性能 工件的几何形状和特点显示在图 4 中，空心工件的材料 是铝 390 与泊松比 71杨氏模量。 外廓尺寸 27件 顶端内壁的三分之一 是经铣削及其刀具轨迹，如 图 4 所示 。 夹具元件中应用到的 材料 泊松比 杨氏模量的220 的合金钢。 57 图 4 空心工件 模拟和加工的运作 举例将工件进行周边铣削，加工参数在表 2 中给出。 基于这些参数，切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用 ，当工件处于 n（切）、 （下径向）和 （下轴） 的切削位置时。 整个刀具路径被 26 个工步所分开，切削力的方向被刀具位置所确定 表 2 加工参数和条件 。 夹具设计方案 夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图 5 所示。 图 5 定位和夹紧装置 的可选区域 58 一般来说， 3位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度，在侧边控制两个自由度。这里， 在 Y=0面上 使用了 4 个定点（ 14 ），以定位工件并限制 2 自由度；并且在 Y=127相反面上，两个压板（ 2）夹紧工件。 在正交面上，需要一个定位元件限制其余的一个自由度，这在优化模型中是被忽略的。在表 3 中给出了定位加紧点的坐标范围。 表 3 设计变量的约束 由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力，夹紧力很大部分 （ 初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例 5的最小二乘法，分别由 07 N/m 和 07 N/m 得到了正常切向刚度。 遗传控制参数和 惩 罚函数 在这个例子中， 用到了 下列参数值： 0, 00和 的惩罚函数是 这里 以被 代表。当 到 6 时， 优化结果 连续优化的收敛过程如图 6所示。且收敛过程的相应功能 （ 1） 和 （ 2） 如图 7、图8 所示。 优化设计方案在表 4 中给出。 59 图 6 夹具布局和夹紧力优化程序 的 收敛性遗传算法 图 7 第一 个 函数值 的收敛 图 8 第二个函数值 的收敛性 表 4 多目标优化模型的结果 表 5 各种夹具设计方案结果进行比较， 结果 的 比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值，如表 5所示。 单一目标优化的结果，在论文中引做比较。 在例子中，与经验设计相比较，单一目标优化方法有其优势。 最高 变形减少了 ，均匀变形增强了 。最高夹紧力的值也减少了 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢？最大变形减少了 ，均匀变形量增加了 ，最高夹紧力的值 减少了60 。加工表面沿刀具轨迹 的变形分布如图 9所示。很明显，在三种方法中，多目标优化方法产生的变形分布最均匀。 与结果比较，我们确信 运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图 10示出了一实例夹具的装配。 图 9 沿刀具轨迹 的变形分布 图 10 夹具配置 实例 6 结论 本文介绍了 基于 有限元 的 夹具布局设计和夹紧力的优化程序 设计。 优化程序是多目标 的： 最大限度地减少加工表面 的 最高变形和最大限度地 均匀 变形 。 健身价值的有限元计算。 对于 夹具设计优化的问题 ， 有限元分析 的结合被证明是一种很有用的方法 。 61 在这项研究中，摩擦的影响和 碎片 移动都被考虑到了。为了减少计算的时间，建立了一个染色体的健身数值的数据库， 且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验 。此研究结果表 明， 多目标优化方法 比起其他两种方法 更有效地减少变形和均匀变形 。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的 。 参考文献 1、 S， 1993 年） 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法 。 C (1995) 优化机床夹具表现的 荷模型 。 2、 C (1998) 快速支持布局优化 。 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 3、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化和其对 工件的定位精度 的影响。 4、 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 5、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化 和其对工件定位精度的影响。 6、 , N (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。 7、 D, S (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。 8、 J, R (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。 9、 , J, X (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。 10、 H, H, L (2005) 夹具装夹方案 的建模和优化设计。 11、 Y, N (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。 12、 H, C (1996) 基于遗传算法 的夹具优化配置方法。 13、 , (1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。 14、 , C, , et 2002) 一项关于 空间坐标对 基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。 15、 , C, , et 2002) 夹具布局优化方法 成效的调查。 16、 , N (2000) 利用遗传算法 优化加工夹具的布局。 17、 , , N (2002) 利用遗传算法 优化夹紧布局和夹紧力。 18、 M, J, Q (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局 的 建模与优化 。 62 19、 (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法 混合的系统设计智能夹具。 20、 S, , C (2001) 采用遗传算法 固定装置的概念设计。 21、 (2006) 利用遗传算法 优化加工夹具的定位和夹紧点。 22、 L, H, H (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。 23、 , (2003) 碎片 位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。 i & 2 007 /4 007# 007be in of In a to of to of to A to a is to is an in It is to be in a as of be be be on be it on s to to is no or a in of be to is of is to an or of In is is is to of is to of is to of A is to is to of of in a . . *)o. 29, 10016, a of 1. a of 2. a 3. Li a a 4. a a 5. of . A , 8 EM 9 8of et 10 an to to of 11 a of of or of an to is of A) a in 213 A to an 14 to in A of of an of 15. 16 a A to of et 17 an by et 18 up as 19 a EA a of A. NN to 20 to A NN a 21 EM to D et 22 a GA of of as of or of be 23, so it is to to to of of to A is A EM to of is a to be at of be in a n be as 12:; :; s ; j 1; 2; :; n 12 3i 1; 2; :; p 4to at in of j is at is of at i) is i) is of is 1 to to is in is to to EA is a to to on A is to in is a a to A of on to in of A to as to of A to In A is by of Pc)of no of in a a or N, A A, In as A is to is to A to a A is if at it in ). 1 As a to it to A. 4), by or is it is to up In to to of be to is in is As 2, or is by in , Y is to in in be 8 as 65of s at of A be a to is to to EA 2 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 3536 37 38 39 40 41 4243 44 45 46 47 48 493 4 A of nd 5.4 of 00mm/of of 5.4 00 3. as is or by 37, 38,31 0, 9, 10, 11, 18, 17 6 26, 27, 34, 41,40 3. A of to of at it,at of to be to In in X, Y, Z)in X, Y). in Z) at by by , Y, Z 23is of so of it is to EA is to In to a is A as of to a of A be to a is to up A As in In in a GA if s of EA is EA be of a in 16, 18, 22 is in 5 of / / / 0 0 of 4. of is a .3 s 52.4 27 6.2 of an is 4. of is a .3 s 20 is on of . on of as on at ( ( ( is 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 年 月 日 年 月 日 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 2 目录 摘 要 . 3 . 4 1、 绪 论 . 7 2、零件的分析 . 7 件的作用 . 7 件的工艺分析 . 7 3、确定毛坯，绘制毛坯图、零件图 . 10 定毛坯的制造形式及材料 . 10 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 4、工艺规程设计 . 11 位基准的选择 . 11 制定工艺路线 . 11 选择加工设备及刀、夹、量具 . 14 确定切削用量及基本工时 . 15 铣、精铣 17外圆 端面，保证尺寸 50 到位 . 15 铣、精铣与 面，以及圆角 . 15 孔 . 15 车、精车 17外圆至尺寸 . 15 车 . 15 2- . 15 、深 45 孔 . 钻 4孔 . 钻、绞 .0 磨削 612 外圆至尺寸 .、钻孔夹具的设计 . 31 位基准的选择 . 31 位误差的分析 . 错误 !未定义书签。 削力及夹紧力的计算 . 33 紧元件及动力装置确定 . 错误 !未定义书签。 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 3 具设计及操作的简要说明 . 35 小 结 . 37 致 谢 . 38 参考文献 . 39 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 4 摘 要 本次设计的主要内容是摇臂轴 孔钻孔夹具的设计。摇臂轴 主要加工表面及控制位置为 612 外圆和 与 面 。由零件要求分析可知，保证 孔和 与 中心轴线垂直的上下两 端面 尺寸的同时应该尽量保证其垂直度，这对于后工序装配和总成使用上来说都有重要影响。所以，工序安排时，采取以 612 外圆精定位夹紧加工后，对 进行钻削加工同时成型，以达到加工出来的产品满足要求并且一致性好的目的。因其粗糙度为 通过钻、绞削工序满足。本文的研究重点在于通过对摇臂轴 I 的工艺性和力学性能分析，对加工工艺进行合理分析，选择确定合理的毛坯、加工方式、设计高效、省力的夹具，通过实践验证，最终加工出合格的摇臂轴 关键词 ： 摇臂轴 I，工艺规程，钻孔，工艺路线，加工方式； 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 5 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 6 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 7 1、 绪 论 本文首先对摇臂轴 I 的零件进行分析，通过对摇臂轴 I 进行 的研究和分析，描述了它的毛坯制造形式、机械加工余量、基准选择、工序尺寸和毛坯尺寸的确定，以及切削用量和工时的计算等相关内容。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，与指导老协商后，觉得用夹具比较合适。 在这次毕业设计中，根据课题所给的零件图、技术要求，通过查阅相关资料和书籍，了解和掌握了的机械加工工艺和编程的一般方法和步骤，并运用这些方法和步骤进行了摇臂轴 个设计的指导思想“简便、高效、经济”。力求生产处符合要求的产品。 2、零件的分析 件的作用： 题目所给 的零件是摇臂轴 I，而摇臂轴 I 一般是圆柱状并带有底座，圆柱体中间一般都有需要摇臂钻床或者铣床加工的有精度的孔，其作用是用来与其它部件进行连接的。此次课题的任务就是”摇臂轴 通过分析制定摇臂轴 围绕摇臂轴 件的工艺分析 ： （ 1）以主视图为主要加工表面的加工面。 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 8 这一组加工表面包括： 摇臂轴 12 的铣削加工，拐角处的圆角的加工以 及 2-加工 ，两端 612 外圆的车削、磨削加工， 中左右外圆端面的表面粗糙度要求为 2- 的 表面粗糙度要求为 612 外圆的表面粗糙度为 （ 2）以 俯视图为 主要加工表面的加工面。 这一组加工表面包括： 加工，以及 表面粗糙度为 以下是该摇臂轴 I 的零件图。 图 1摇臂轴 I 零件图主视图 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 9 图 1摇臂轴 I 零件图俯视图 图 1摇臂轴 I 零件图左视图 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 10 3、确定毛坯 ，绘制毛坯图、零件图 定毛坯的制造形式及材料： “摇臂轴 I”零件材料采用 45#钢制造。需要调质处理，生产类型为大批量生产，采用锻造毛坯。 由于零件尺寸不大，结构比较复杂，因此我们采用直接锻造的形式，从而提高劳动生产率，降低成本。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ： 粗铣、精铣 17外圆 端面，保证尺寸 50到位 根据工序要求，粗铣 17外圆端面 需要粗铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值规定为 取 5 表 7 毛坯的基本尺寸分别为： 50+5 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 50+5坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 55+铣后即可达到零件图纸要求。 铣、精铣与 及圆角 据工序要求，该孔的加工需要粗铣、精铣两道工序完成，各工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 35+0； 根据实用机械制造工艺设计手册表 2件尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 35+0； 毛坯最大尺寸为 40+ 毛坯最小尺寸为 粗铣、精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 35； 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 11 铣 孔 根据工序要求， 工序余量如下： 粗铣：参照实用机械制造工艺设计手册表 7余量值为 毛坯的基本尺寸分别为： 毛坯基本尺寸为 根据实用机械制造工艺设计手册表 245#钢尺寸公差等级选用 得毛坯尺寸公差为 毛坯名义尺寸为 毛坯最大尺寸为 毛坯最小尺寸为 粗铣后工序尺寸为 图纸尺寸相同。 4、工艺规程设计 位基准的选择 ： 粗基准的选择： 粗基准选择应当满足以下要求： A、保证各重要支承孔的加工余量均匀； B、保证摇臂轴 I 的内壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择摇臂轴 I 的主要面作为定位基准。即以摇臂轴 I 的两个端面作为粗基准来限制工件的四个自由度，再以另一个面作为定位基准来限制第五个自由度。这样就能够很好地保证工件的定位，从而达到了加工各个工序的目 的。 精基准的选择： 从保证摇臂轴 I 孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证摇臂轴 I 零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从摇臂轴 I 零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 至于前后端面，虽然它是摇臂轴 I 箱体的装配基准，但因为它与摇臂轴 I 箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在 定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。 制定工艺路线 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。摇臂轴 I 体加工的第一航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 12 个工序也就是加工统一的基准。 具体安排是先以底面作为定位基准来加工顶面，然后已经铣削好的顶面为基准来加工底面。第二个工序是铣削加工摇臂轴 I 零件的四侧端面及倒角 于顶平面加工完成后一直到摇臂轴 I 体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。 后续工序安排应当遵循先面后孔的原则。先粗、精加工平面，再粗、精加工孔系。因切削力较大，也应该在粗加工阶段完 成。 按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。 因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段后分散进行。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等 的残留量不大于 根据以上分析过程，现初步拟定摇臂轴 I 加工工艺路线如下； 方案一： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：铣 8 孔。 工序 4：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 5：粗车 槽至尺寸。 工序 6：钻 2- 。 工序 7：钻、绞 深 45 孔。 工序 8：钻 4 孔。 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 13 工序 9：钻、绞 。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案二： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 喷涂油漆 , 工序 1：粗 铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：铣 8 孔。 工序 4：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 5：粗车 槽至尺寸。 工序 6：钻 4 孔。 工序 7：钻、绞 。 工序 8：钻 2- 。 工序 9：钻、绞 深 45 孔。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 方案三： 锻造毛坯 , 对毛坯进行时效处理，确定并在毛坯上画出各孔的位置 , 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 14 喷涂油漆 , 工序 1：粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位 工序 2：粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。 工序 3：粗车 槽至尺寸。 工序 4：铣 8 孔。 工序 5：粗车、精车 17 外圆至尺寸。 工序 6：钻 2- 。 工序 7：钻、绞 深 45 孔。 工序 8：钻 4 孔。 工序 9：钻、绞 。 工序 10：磨削 612 外圆至尺寸。 工序 11：清洗加工零件。 工序 12：检查零件。 工序 13：入库。 由上述几种零件加工工艺路线方案分析确定，首先分别经粗铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50 到位为定位基准，粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸 35 到位。粗车 槽至尺寸和铣 8 孔，粗车、精车 17 外圆至尺寸。钻 2- 钻、绞 深 45 孔。钻 4 孔。钻、绞 ，磨削 612 外圆等等工序。 其中，方案二的工艺路线虽能方便工人安装加工，但在装夹加工过程中会对零件已加工好表面造成破坏，造成零件损失；方案三，能加工出所要的零件，但加工时对零件的装夹和拆卸较频繁，时间耽搁较长，生产率下降；所以，综合选定，方案一 可用。 选择加工设备及刀、夹、量具 由图样分析，该图样需要铣削四周的轮廓，在这里我们在铣轮廓时选用 20 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 15 刀。而镗削加工时我们可以选择内孔钻头，量具可选用 05径千分尺，游标深度卡尺等。 确定切削用量及基本工时 铣、精铣 17 外圆端面，保证尺寸 50到位。 本工序为粗铣、精铣 17 外圆端面的工序，在这里，我们选择铣床 为铣削设备，加工刀具选择硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z （ 1）粗铣 铣削深度 每齿进给量据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中，取f / 铣削速度 V ：参照 实用机械工艺简明手册中 表，取 4 机床主轴转速 n ： m 041 0 0 01 0 0 0 0 n ，取 00 实际铣削速度 V ： 进给量工作台每分进给量m 即 7 0 0 . 2 / m i n 3 . 5 /2 0 0 / m i m m a： 根据实际工况，我们通过实用机械工艺简明手册中 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 41 刀具切入长度 1l ： 2)31()(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间1m mj 铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 证尺寸航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 16 35到位 本工序为粗铣、精铣与 中心轴线垂直的上下两端面，以及圆角 工序，在这里，我们选择机床：数控铣床型号为： 率 P=13 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=16 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 17 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 8 孔 本工序为铣 8 孔的工序 ,我们选择机床：数控铣床 功率P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )铣削每齿进给量的选择 查机械制造工艺设计手册表 3 28 3 29可知 3)铣削速度的选择 查 机械制造工艺设计手册表 3 30 可知 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 18 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查 切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 车、精车 17 外圆至尺寸。 本工序为粗车、精车 17 外圆至尺寸工序，已知加工材料为 45#钢，锻件，有外皮，机床为 数控车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 19 （ 1）沟槽 车。 1） 确定背吃刀量于半精加工单边余量为 在一次走刀内完成，故 2）确定进给量 f 。根据查切削用量简明手册得，刀杆尺寸为 516 ， 以及工件直径为020 时 按 床说明书选择 确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。 根据 床说明书，其进给机构允许的进给力 530。 当钢的强度 10680， ， ， 45 5 （预计）时，进给力为 820。 切削 时.10.1 11.1由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故选 的进给量可用。 3）确定切削速度5质合金车刀加工 00630钢料， ， ，切削速度 09 4） 选择车刀磨钝标准以及刀具寿命 根据查切削用量简明手册得， 车刀后刀面最大磨损量取为 为车刀的材料为硬质合金，所以车刀的寿命 T=60 5） 确定车削速度削用量简明手册表 公式计算： 10000航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 20 = 100030075 根据一下公式，基本工时可得： 机动T=m 9*0* 车 槽至尺寸 本工序为粗车 槽的工序 ,我们选择机床：数控车床 率 P=11 刀具：选用高速钢圆镶齿三面刃铣刀 查 机械制造工艺设计简明手册 39，刀具数据如下： d=20 20z 2251)铣削进宽度的选择 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册 27可知 2 这里取 )选择进给量 经查表可知 3)选择速度 经查表可知： 0 . 6 / 3 6 / m i nv m s m 所以： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 6 1 9 0 / m i 1 4 6 0 4)计算切削时间 查机械制造工艺、金属切削机床设计指导表 5 可知： 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 21 1212. . 0 . 2 5 2 0 1 9 2 9 6 015901 3 7251580a z nL l l ll a D 所以， 1590 1 . 6 5 m i 5)计算铣削力 根据实际工况，我们通过机械制造工艺设计简明手册有 ： 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z 式中： 所以， 0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 309 . 8 1z z e f F a a d a z0 . 8 3 0 . 6 5 0 . 8 39 . 8 1 3 0 1 . 5 0 . 2 5 6 0 0 . 5 2 09 3 . 9 N 6)校核机床功率 查切削用量简明手册表 . 9 3 . 9 3 6 3 . 3 8 1 31 0 0 0 1 0 0 0k w k w 所以，机床的功率足够； 2- 本工序为 钻 2- 通孔，根据实际工况，我们选择机床： 合钻床，刀具我们选择 （ 1）钻定位孔 航空机械制造工程学院 摇臂轴 I 加工工艺及夹具设计 22 查机械制造工艺设计手册表，我们知道， 切削深度 进给量 f ：根据实用机械工艺简明手册中表 ； 切削速
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号